太阳能热泵热水系统循环水流量控制仿真

设计了一套新的太阳能热泵热水系统,介绍了该系统的工作原理和特点,分析表明,该系统既具有普通太阳能热泵的优点,又能够实现供暖、供冷、全年供应生活热水等多种功能。采用机理建模的方法建立了房间冷负荷、风机盘管、执行器、传感器和循环水系统的传递函数模型。设计了太阳能热泵热水系统的循环水系统PID控制、模糊控制和模糊自适应PID控制三种控制方案,并针对设计的三种控制方案对系统进行了控制仿真。结果表明,从调节时间、超调量和阶跃响应等几个方面综合考虑,由于模糊自适应PID控制能够在线调整控制系统的特性参数,随时适应系统的运行变化,在太阳能热泵热水系统的循环水系统运行控制上具有明显的优势。     

太阳能辅助CO2热泵与制冷系统实验研究

本文设计了一种太阳能辅助空气源跨临界二氧化碳热泵空调热水系统,包括太阳能集热系统,二氧化碳热泵系统以及室内室外换热系统;针对春夏秋冬不同天气条件,可采用制热、制冷,热水、制热 热水、制冷 热水五种运行模式,实现热水和空调两大功能.利用搭建的太阳能辅助空气源跨临界CO2热泵热水与空调系统实验台,进行了水-水热泵与制冷循环系统、空气-水热泵与制冷循环系统以及太阳能辅助的热泵循环系统实验研究.结果表明;气体冷却器出口温度越低,系统的性能系数越高;蒸发温度的升高同样也会提高系统的性能系数;在冬季夜间利用太阳能集热系统作为辅助热源可有效提高蒸发温度,同时延长蓄热水箱使用时间,满足整个夜间供热需求.     

复合热源热泵系统集热/蒸发器的模型

提出了一种新型太阳能-空气复合热源热泵热水器,它通过独特设计的螺旋翅片蒸发盘管的平板型集热/蒸发器,综合利用太阳能和空气中的热量作为低位热源,经过热泵循环制造热水.论文针对自行设计的集热/蒸发器建立数学模型和进行热性能分析,以太阳能输入比例为准则研究系统的运行模式与特性.模拟结果显示,该装置可以一年四季全天候高效、节能地制造55℃生活热水。     

太阳能跨季节蓄能热泵供暖系统的实验研究

联合太阳能热泵与土壤跨季节蓄能技术,提出并设计建立了太阳能跨季节蓄能热泵这一新型的太阳能供暖系统.经过6个月的实验研究,得出以下结论:采用地下蓄热体对太阳能跨季节蓄能,可以解决非采暖季太阳能系统集热器过热的问题,有助于提高系统运行的可靠性;采用以黏土与粉土为主要介质的地下蓄热体蓄热,使用热泵机组提取跨季节储热时,取热率...     

直膨式太阳能热泵热水器过热度PI控制的实现

从自身特性和应用要求来看,热力膨胀阀作为直膨式太阳能热泵热水器的节流元件,调节品质不高.本文以电子膨胀阀作节流元件,采用太阳辐射强度的开环比例控制与集热板过热度的闭环反馈PI控制相结合的控制方案,通过实验研究的方法逐步制定控制策略,分三种不同情况采取特定参数控制集热板出口过热度.经实验验证,可以实现典型工况下过热度的准确、稳定控制.指出,合理改进电子膨胀阀开度的控制算法,并结合变频压缩机实现对制冷剂流量的串级控制,是实现系统全年优化运行进一步的研究方向.     

中型直膨式太阳能PVT热泵系统性能实验研究

对一种中型直膨式太阳能PVT(光伏/光热)热泵热电联产系统进行了实验研究。通过对PV(光伏)组件与直膨式集热/蒸发器的合理耦合构建PVT热泵系统,直膨式背板可吸收太阳能电池废热,降低太阳能电池温度,有效提高光伏组件发电效率,同时提高了热泵循环蒸发温度和蒸发压力,改善了热泵系统的运行性能。背板采用新型直膨式集热/蒸发器流道结构,结合PVT组件阵列管路设计,有效提升了冷媒分布均一性和PVT组件工作温度的均匀性。实验结果表明系统在热水模式下的平均COP(Coefficient of Performance)可达6.45,供暖模式的平均COP达4.24。系统所发电量可用于自身压缩机、水泵运行或并入电网,且提供55?C以上的热水,从而实现太阳能PVT热泵系统高效热电联产。     

太阳能耦合式空调及热水一体系统研究

为解决北方部分城市无集中供暖建筑空调问题,将太阳能与建筑空调及热水系统相结合,提出一种新型太阳能耦合空气源热泵空调及热水系统。通过热力学模型建立与求解,以兰州的气候数据为依据,分析了热泵性能系数(COP)与系统能耗的变工况特性,并基于特定工况,探讨了不同太阳能保证率下系统的节能减排效益。研究结果表明,在太阳平均辐照度为374 W/m²,冷凝温度为55℃,环境温度在-10～0℃的工况下,系统COP均高于3.5,拥有良好的性能。在全年空调期为220天,建筑面积为100 m²的房屋中,相较于普通的热泵系统,采用太阳能保证率为30%的耦合式空调系统一年可多节省2.1 t的标准煤,并减少5.56 t的二氧化碳排放量。     

直膨式太阳能热泵热水器的实验研究

建立了直膨式太阳能热泵热水器实验样机,该样机采用裸板式太阳能集热器作为蒸发器。在室内模拟光源(0～1000W/m2)下,对该热水器进行了性能测试,得出热水平均加热功率为1.04 kW,热泵平均COP为4.18。通过对实验数据加以整理和分析,得出了热水温度、集热/蒸发板温度、热水加热功率及热泵COP随太阳辐射强度及运行时间的变化规律,并提出了热泵COP的改善措施。     

太阳能-空气源双压缩热泵系统制热特性的影响因素研究

为改善太阳能-空气源双压缩热泵系统制热性能,同时为探索系统节能运行的优化调控方法,建立系统热力学数学模型,分析了太阳辐射强度、集热器进口水温、两个子系统蒸发温度差、双参数(集热器进口水温/环境温度或集热器进口水温/用户供水温度)对系统制热性能的影响。结果表明:给定工况下太阳能-空气源双压缩热泵系统能耗较传统空气源热泵能耗降低18%;两子系统的蒸发温度差为30℃时系统总能耗达到最小值,系统最小总能耗所需蒸发温度差受环境温度与用户侧供水温度影响很小,合理调控两子系统蒸发温度差是实现系统最优化运行的有效方法。     

双热源复合换热器复合换热温差影响因素分析

空气-水双热源复合换热器是太阳能-空气双热源复合热泵系统的核心部件,空气-水双热源复合换热器的有效复合换热温差对空气-水双热源复合换热器的换热性能以及太阳能-空气双热源复合热泵的系统性能具有重要影响。建立了空气-水双热源复合换热器和太阳能-空气双热源复合热泵系统的数学模型,利用数学模拟的方法研究了空气-水双热源复合换热器结构参数,即内外管径、翅片间距对有效复合换热温差的影响。模拟结果表明:空气-水双热源复合换热器的有效复合换热温差随内管管径的减小、外管管径的增大以及翅片间距的减小而增大。     

HL-2A 装置EPICS 过程变量管理自动化系统

通过分析子系统接入EPICS 平台时大量的数据定义以及数据转换问题,研究了EPICS IOC 数据库构成和EPICS 数据组成结构。采用基于ASP.NET 构架的C#编程技术实现了EPICS 过程变量(PV)管理自动化系统,并提供相应的操作界面。该系统解决了IOC PV 信息收集与数据保障的问题,实现了PV 的批量存储、权限管理、历史查询和实时更新等功能。     

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通过分析子系统接入EPICS平台时大量的数据定义以及数据转换问题,研究了EPICS IOC数据库构成和EPICS数据组成结构。采用基于ASP.NET构架的C#编程技术实现了EPICS过程变量(PV)管理自动化系统,并提供相应的操作界面。该系统解决了IOC PV信息收集与数据保障的问题,实现了PV的批量存储、权限管理、历史查询和实时更新等功能。     

基于自适应加速移频的PV孤岛检测与仿真

针对并网光伏(PV)系统的孤岛检测问题,提出一种复合负脉冲电流幅值干扰的自适应加速移频法。基于公共耦合点电压频率朝某个方向的持续变化次数,该方法对频率偏移正反馈系数进行自适应分段调节以加速频率偏移越限,如果变化次数超过12次,且频率仍未越限,则施加持续2个工频周期的负脉冲电流幅值干扰,触发欠压保护,从而检测出孤岛。Matlab仿真表明,与传统的AFD方法相比,该方法不仅对电网谐波影响小,而且孤岛检测盲区小,能有效在高速自动重合闸动作之前使光伏系统与电网解列,具有重要的应用价值。     

用于太阳能光伏发电的高倍聚光系统

 研究了基于三结型（InGaP/InGaAs/Ge）高效太阳能电池的太阳能光伏发电的高倍聚光系统。该系统采用高次非球面光学玻璃卡塞格林系统,运用Zemax和Tracepro光学设计软件完成200~500倍太阳能聚光系统的设计,同时设计了单片型高倍太阳能聚能光学组件,用热压成型方法研制了太阳能聚能透镜（副镜）。采用16个性能相同的聚光光学组件和相同数量的三结型太阳能电池组成高倍聚光型太阳能光伏组件,极大地提高了聚光比,为太阳能光伏发电的高倍聚光器设计提供参考和依据。     

苝/酞菁衍生物薄膜的制备与表征

 通过真空沉积法制备了苝类和酞菁类衍生物的单、双层薄膜,并对其进行了原子力显微镜形貌表征和傅里叶变换红外光谱、紫外/可见吸收光谱和荧光光谱表征。结果显示：这些薄膜的表面光滑、平整,在450～750 nm有宽而强的吸收,虽然单层薄膜有较强的吸收,但是复合双层薄膜却表现出很强的荧光淬灭。这符合靶丸高压缩内爆对激光烧蚀均匀化的要求。     

Design and fabrication of a variable frequency grating and its application as a lateral-shear interferometer having a variable shear

The design and fabrication of holographic gratings of frequency variable from 50 to 750 lines/mm over length of 75 mm have been described. An application of these variable frequency gratings as a lateral-shear interferometer has also been suggested. The variable shear interferometer is found to be useful for testing of lenses with a maximum sensitivity in the detection of wavefront aberrations. Comparison of single-frequency grating having uniform pitch of 100 lines/mm with a grating of frequency variable from 59 to 220 lines/mm using an average pitch of 100 lines/mm over a small area as a lateral-shear interferometer have been made. Our experimental observations show that a small area of average pitch of 100 lines/mm on the grating having a variable frequency of 59–220 lines/mm over a distance of 75 mm behaves as a lateral-shear interferometer in the same way as any area of pitch of 100 lines/mm on the grating of uniform pitch of 100 lines/mm.     

两级透射-反射聚光分频电热联产系统设计和分析

在传统聚光条件下的太阳能光伏发电系统中,由于太阳光中存在所有波段的光子,而其中只有一部分能够被太阳电池用来发电,其余的部分进入太阳电池之后非但不会被用于发电,反而会变成热量使太阳电池升温,从而使电池光电转换效率下降．本文设计了一种聚光且具有分频功能的太阳能电热联产系统,利用线聚焦菲涅尔透镜和光谱选择性透过涂层改善太阳电池表面的入射光环境,在聚光的同时将不利于光伏发电的太阳光波段反射并加以收集利用．分析结果表明,与相同条件下传统的只进行聚光的光伏系统相比,两级透射一反射聚光分频电热联产系统具有更高的太阳能利用效率．     

大长宽比长条形SiC反射镜的优化设计与试验

针对某离轴三反光学系统中的大长宽比长条形SiC反射镜镜面边缘随机振动加速度响应均方根值过大的特点,提出一种采用"基结构法"的反射镜结构拓扑优化方法,以随机振动加速度响应均方根值最小化为优化目标.首先对某初始反射镜结构进行有限元分析,发现反射镜镜面边缘点Z向加速度响应均方根值过大.其次,应用连续体结构拓扑优化思想,以反射镜镜面边缘点的随机振动加速度响应均方根值作为优化目标,以镜面峰谷值、镜体一阶约束频率作为约束条件,以反射镜筋板式基结构作为优化空间,对反射镜镜体结构进行拓扑优化设计,得到了一种各项力学性能指标及面形精度均满足指标要求的反射镜轻量化结构.最后,通过有限元分析与振动试验,验证了本文设计的反射镜结构拥有良好的力学性能,其中反射镜镜体质量相比优化前降低了13%,镜面边缘点的Z向随机振动加速度响应均方根值降低了58%,证明了本文优化方法的有效性.     

宽视场高分辨率闭路监控系统监控镜头设计

为了满足新形势下闭路监控系统（CCTV）对拍摄视场和高清分辨率的要求,设计了一款复杂化的反摄远型全球面结构的CCTV镜头。该镜头的全视场为80,F#为3,焦距为5 mm,光谱范围为486 nm~656 nm。采用像元尺寸为7.5 m7.5 m,1.27 cm(1/2英寸)的CCD成像。该镜头在奈奎斯特频率67 lp/mm处,全视场MTF接近0.65;在1/2奈奎斯特频率处调制传递函数（MTF）大于0.85;在220 lp/mm处,全视场MTF大于0.3,已经接近衍射极限。镜头像面波前PV值为0.077 9,RMS为0.015 9,达到了瑞利判据的要求。设计评价结果表明,该镜头像差校正满足CCTV监控镜头的成像质量要求。